Dræb patogener uden at ødelægge mad

Igen og igen rystes medierne af skandaler om forurenet mad. Tusindvis af mennesker i udviklede lande bliver syge efter at have spist forurenet, fordærvet eller forfalsket mad. Antallet af produkter, der trækkes ud af salg, vokser konstant.

Listen over trusler mod fødevaresikkerheden, såvel som mod de mennesker, der indtager dem, er meget længere end velkendte patogener som salmonella, norovirus eller dem med særligt berygtede ry.

På trods af industriens årvågenhed og brugen af ​​en række fødevarekonserveringsteknologier, såsom varmebehandling og bestråling, bliver folk ved med at blive syge og dø af forurenede og usunde fødevarer.

Udfordringen er at finde skalerbare metoder, der vil dræbe farlige mikrober og samtidig bevare smag og næringsværdi. Dette er ikke let, da mange metoder til at dræbe mikroorganismer har tendens til at nedbryde disse indikatorer, ødelægge vitaminer eller ændre strukturen af ​​mad. Med andre ord kan kogende salat holde det, men den kulinariske effekt bliver dårlig.

Kold plasma og højt tryk

Blandt de mange måder at sterilisere fødevarer på, fra mikrobølger til pulserende ultraviolet stråling og ozon, er to nye teknologier af stor interesse: kold plasma og højtryksbehandling. Ingen af ​​dem vil løse alle problemer, men begge kan bidrage til at forbedre fødevareforsyningssikkerheden. I en undersøgelse udført i Tyskland i 2010 var ernæringsforskere i stand til at fjerne mere end 20 % af visse stammer, der forårsager madforgiftning, inden for 99,99 sekunder efter påføring af kold plasma.

koldt plasma det er et meget reaktivt stof sammensat af fotoner, frie elektroner og ladede atomer og molekyler, der kan deaktivere mikroorganismer. Reaktioner i plasma genererer også energi i form af ultraviolet lys, der skader mikrobielt DNA.

Brug af kold plasma

Højtryksbehandling (HPP) er en mekanisk proces, der lægger et enormt pres på fødevarer. Det bevarer dog sin smag og ernæringsværdi, hvorfor forskerne ser det som en effektiv måde at bekæmpe mikroorganismer i fødevarer med lavt fugtindhold, kød og endda nogle grøntsager. HPS er faktisk en gammel idé. Bert Holmes Hite, en landbrugsforsker, rapporterede første gang dets brug så tidligt som i 1899, mens han ledte efter måder at reducere fordærv i komælk. Men i hans tid var de installationer, der krævedes til vandkraftværker, meget komplekse og dyre at bygge.

Forskere forstår ikke helt, hvordan HPP inaktiverer bakterier og vira, mens de efterlader maden uberørt. De ved, at denne metode angriber de svagere kemiske bindinger, der kan være afgørende for funktionen af ​​bakterielle enzymer og andre proteiner. Samtidig har HPP en begrænset effekt på kovalente bindinger, så de kemikalier, der påvirker madens farve, smag og næringsværdi, forbliver stort set uberørte. Og da plantecellernes vægge er stærkere end mikrobielle cellers membraner, ser de ud til at være bedre i stand til at modstå højt tryk.

Ødelæggelse af mikrobielle celler ved presningsmetoder

I de senere år har den såkaldte "barriere" metode Lothar Leistner, der kombinerer mange sanitetsteknikker for at dræbe så mange patogener som muligt.

plus affaldshåndtering

Ifølge videnskabsmænd er den nemmeste måde at sikre fødevaresikkerhed på at sikre, at den er ren, af god kvalitet og af kendt oprindelse. Store detailkæder som Walmart i USA og Carrefour i Europa har brugt blockchain-teknologi () i kombination med sensorer og scannede koder til at kontrollere leveringsprocessen, oprindelsen og kvaliteten af ​​fødevarer i nogen tid. Disse metoder kan også hjælpe i kampen for at mindske madspild. Ifølge en rapport fra Boston Consulting Group (BCG) spildes omkring 1,6 milliarder tons mad på verdensplan hvert år, og hvis der ikke gøres noget ved det, kan dette tal stige til 2030 milliarder i 2,1. Affald er til stede i hele værdikæderne: fra fabrikken produktion til forarbejdning og opbevaring, forarbejdning og emballering, distribution og detailhandel, og endelig genopstår i stor skala på slutbrugsstadiet. Kampen for fødevaresikkerhed fører naturligvis til reduktion af spild. Mad, der ikke er beskadiget af mikrober og patogener, bliver jo smidt ud i mindre omfang.

Omfanget af madspild i verden

Gamle og nye måder at kæmpe for sikker mad

• Varmebehandling - denne gruppe omfatter meget anvendte metoder, for eksempel pasteurisering, dvs. ødelæggelse af skadelige mikrober og proteiner. Deres ulempe er, at de reducerer smagen og næringsværdien af ​​produkter, og også at høj temperatur ikke ødelægger alle patogener.
• Bestråling er en teknik, der bruges i fødevareindustrien til at udsætte fødevarer for elektron-, røntgen- eller gammastråler, der ødelægger DNA, RNA eller andre kemiske strukturer, der er skadelige for organismer. Problemet er, at forureningen ikke kan fjernes. Der er også mange bekymringer om de doser af stråling, som fødevarearbejdere og forbrugere skal indtage.
• Brugen af ​​høje tryk - denne metode blokerer produktionen af ​​skadelige proteiner eller ødelægger mikrobernes cellulære strukturer. Den er velegnet til produkter med lavt vandindhold og beskadiger ikke selve produkterne. Ulemperne er høje installationsomkostninger og mulig ødelæggelse af mere sarte fødevarevæv. Denne metode dræber heller ikke nogle bakteriesporer.
• Kold plasma er en teknologi under udvikling, hvis princip endnu ikke er fuldstændig forklaret. Det antages, at der dannes aktive iltradikaler i disse processer, som ødelægger mikrobielle celler.
• UV-stråling er en industriel metode, der ødelægger DNA- og RNA-strukturer af skadelige organismer. Pulserende ultraviolet lys har vist sig at være bedre til mikrobiel inaktivering. Ulemperne er: opvarmning af overfladen af ​​produkter under langvarig eksponering, samt bekymringer for sundheden for arbejdere i industrielle virksomheder, hvor der anvendes UV-stråler.
• Ozonering, en allotrop form for oxygen i flydende eller gasform, er et effektivt bakteriedræbende middel, der ødelægger cellemembraner og andre strukturer af organismer. Desværre kan oxidation forringe fødevarekvaliteten. Derudover er det ikke nemt at kontrollere ensartetheden af ​​hele processen.
• Oxidation med kemikalier (f.eks. hydrogenperoxid, pereddikesyre, klorbaserede forbindelser) - brugt i industrien i fødevareemballage ødelægger cellemembraner og andre strukturer af organismer. Fordelene er enkelhed og relativt lave installationsomkostninger. Som enhver oxidation påvirker disse processer også fødevarekvaliteten. Desuden kan klorbaserede stoffer være kræftfremkaldende.
• Brug af radiobølger og mikrobølger - radiobølgernes effekt på fødevarer er genstand for indledende eksperimenter, selvom mikrobølger (højere effekt) allerede bruges i mikrobølgeovne. Disse metoder er på en eller anden måde en kombination af varmebehandling og bestråling. Hvis det lykkes, kan radiobølger og mikrobølger udgøre alternativer til mange andre fødevareinddæmning og sanitetsmetoder.